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The Scanning Transmission X-Ray Microscope at BESSY II

dc.contributor.advisorSchmahl, Günter Prof. Dr.de
dc.contributor.authorWiesemann, Ursde
dc.date.accessioned2004-02-04T15:33:07Zde
dc.date.accessioned2013-01-18T13:43:42Zde
dc.date.available2013-01-30T23:51:14Zde
dc.date.issued2004-02-04de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B558-5de
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-2961
dc.description.abstractDurch die Kombination von Spektroskopie der Feinstruktur an Röntgen-Absorptionskanten (NEXAFS) und Abbildung mit Zonenplatten bieten Rasterröntgenmikroskope (scanning transmission X-ray microscopes, STXMs) hohe chemische Sensitivität bei einer räumlichen Auflösung im Bereich von 50nm. Diese Arbeit behandelt Aufbau und Charakterisierung des neuen STXM und seines Monochromators am Undulator U41 am Elektronenspeicherring BESSY II.Berechnungen zur Bildentstehung im STXM zeigen, dass eine sehr hohe Photonenrate im Bereich von 109Photonen/s für hochaufgelöste Bilder mit praktikablen Bildaufbauzeiten notwendig ist. Um solch hohe Photonenraten bei guter spektraler Aufösung zu erreichen, wurde ein neuartiger Monochromator entwickelt. Er besteht nur aus einem Planspiegel und einem Plangitter mit variabler Liniendichte und hat keine Eintritts- oder Austrittsspalte. Das große homogen vom Monochromator ausgeleuchtete Feld macht es möglich, hochaufgelöste Rasterbilder durch Bewegen der Zonenplatte aufzunehmen. Das Objekt befindet sich in Luft, um auch wässrige Proben abbilden zu können. Die transmittierte Strahlung wird von einem pn-CCD-Detektor gemessen. Seine Ortsauflösung macht die Abbildung in besonderen Kontrastarten wie Dunkelfeld- oder differentiellem Phasenkontrast möglich.Aus NEXAFS-Spektren von Kohlendioxid wurde eine spektrale Auflösung von 1400 bei einer Photonenenergie von 296eV bestimmt. Erste Bilder in Amplituden-, Phasen- und Kohlenstoff-Elementkontrast wurden aufgenommen. Bilder von Teststrukturen zeigen eine räumliche Auflösung besser als 100nm.de
dc.format.mimetypeapplication/pdfde
dc.language.isoengde
dc.rights.urihttp://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyrdiss.htmde
dc.titleThe Scanning Transmission X-Ray Microscope at BESSY IIde
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedDas Rasterröntgenmikroskop bei BESSY IIde
dc.contributor.refereeKirchheim, Reiner Prof. Dr.de
dc.date.examination2003-12-09de
dc.description.abstractengCombining near-edge X-ray absorption fine structure (NEXAFS) spectroscopy and zone plate imaging, scanning transmission X-ray microscopes (STXMs) provide both high chemical sensitivity and a spatial resolution on the order of 50nm while delivering a relatively low radiation dose to the specimen. This thesis describes the construction and characterization of the new STXM and its monochromator at the undulator U41 of the BESSY II storage ring.Calculations of the image formation in the STXM show that a very high photon rate in the focal spot on the order of 109photons/s is required to obtain images with high spatial resolution in reasonable acquisition times. To deliver such photon rates at good spectral resolution, a novel monochromator has been developed. It consists only of a plane mirror and a plane grating with varied line density and has no entrance or exit slits. The large field illuminated homogeneously by the monochromator makes it possible to acquire high resolution scan images by moving the zone plate. The sample is located in air to be able to image hydrated specimens. The transmitted radiation is measured using a pn-CCD detector. Its position resolution makes it possible to record images with advanced contrast mechanisms like darkfield or differential phase contrast.From NEXAFS spectra of carbon dioxide, a spectral resolution of 1400 has been measured at a photon energy of 296eV. First images acquired in amplitude contrast, differential phase contrast and elemental contrast have been recorded. Images of test structures show sub-100nm spatial resolution.de
dc.subject.topicMathematics and Computer Sciencede
dc.subject.gerRasterröntgenmikroskopde
dc.subject.gerSTXMde
dc.subject.gerNEXAFSde
dc.subject.gerXANESde
dc.subject.gerBESSY IIde
dc.subject.gerSpektromikroskopiede
dc.subject.gerMikrospektroskopiede
dc.subject.gerSpektroskopiede
dc.subject.ger530 Physikde
dc.subject.engScanning Transmission X-Ray Microscopede
dc.subject.engSTXMde
dc.subject.engNEXAFSde
dc.subject.engXANESde
dc.subject.engBESSY IIde
dc.subject.engSpectromicroscopyde
dc.subject.engMicrospectroscopyde
dc.subject.engSpectroscopyde
dc.subject.bk33.18de
dc.subject.bk33.07de
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-372-1de
dc.identifier.purlwebdoc-372de
dc.affiliation.instituteFakultät für Physikde
dc.subject.gokfullRQE 920: Röntgenmikroskopiede
dc.subject.gokfullRöntgenanalyse {Physik}de
dc.subject.gokfullRRE 000: Röntgen- und Gamma-Spektroskopie {Physik}de
dc.subject.gokfullRRG 000: Molekülspektroskopie {Physik}de
dc.identifier.ppn384883184de


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